دستگاه های تصفیه آب خانگی چه فرقی با هم دارند؟
بطور کلی دستگاه های تصفیه آب خانگی به دو دسته تقسیم می شوند:
1- دستگاه تصفیه آب با سیستم فیلتراسیون ساده.
2- دستگاه تصفیه آب با سیستم اسمز معکوس (RO).
دسته اول: دارای فیلترهایی هستند که توانایی حذف ناخالصی های معلق مانند شن و ماسه، گل و لایی، زنگ لوله، لجن، جلبک و ذرات درشتر از 5 میکرون ، مواد شیمیایی مانند کلر و مشتقات آن، بو و طعم نامطبوع آب را دارند. تعداد فیلتر در این دستگاه ها بین 1 تا 6 عدد متغییر است که باعث بوجود آمدن مدل های مختلف آن می شود. از آنجایی که فیلترهای این دستگاه ها ساده بوده و باعث افت فشار نمی شوند لذا نیازی به امکاناتی همچون مخزن ذخیره و پمپ نداشته و قیمت پایین تری دارند. این دستگاه ها در انواع مختلف: رومیزی ، زیر سینکی ، سرشیری و کلمنی می باشند.
دسته دوم: علاوه بر اینکه دارای فیلترهای پیش تصفیه بوده و ناخالصی های ذکر شده در دسته اول را حذف می کنند، دارای فیلتری بنام فیلتر ممبران هستند که با فرایند اسمز معکوس ناخالصی های محلول در آب مانند: املاح سنگین ، نیترات ، آرسنیک ، ویروس ها ، میکروب ، مواد شوینده ، آفت کش ها و کودهای کشاورزی و ... را از آب جدا کرده و بصورت پساب دفع می کند، و تنها به آب سالم و بهداشتی اجازه عبور و خروج از سیستم را می دهد. به دلایلی همچون: دفع بخشی از آب بعنوان پساب و کوچک بودن منافذ این فیلتر (0.0001 میکرون) که دارای دقت بالای است، باعث افت فشار در خروجی آب تصفیه شده می شود. در این دستگاه ها برای افزایش فشار آب مصرفی نیاز به مخزن تحت فشار و از آنجایی که آب با فشار شهری توانایی عبور از فیلترهای دقیقی همچون ممبران را ندارند نیاز به پمپ می باشد. همچنین برای اتومات بودن این سیستم، قطعات برقی دیگری در آن بکار رفته است. تعداد فیلتر در این سیستم 5 عدد است، ولی می توان فیلترهای دیگری برای تغییر خواص آب یا ضدعفونی به آن اضافه نمود. که باعث بوجود مدل های مختلف می شود. این دستگاه ها در انواع مختلف: زیر سینکی و کاوردار می باشند.
بالای صفحه
مکانیزم عملکرد فرایند اسمز معكوس چگونه است؟
اسمز معکوس (یا RO مخفف انگلیسی: Reverse osmosis) فرآیندی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه تراوا استفاده میشود. اگر یک غشای نیمه تراوا بین دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گیرد آب بطور طبیعی و تحت خاصیت اسمزی از غلظت پایین تر به غلظت بالاتر جریان مییابد. این پدیده تا زمانی که پتانسیلهای شیمیایی دو طرف برابر گردند ادامه خواهد یافت. در حالت تعادل اختلاف فشار بین دو طرف غشا برابر اختلاف فشار اسمزی است. اگر فشاری برابر با اختلاف فشار اسمزی به محلول غلیظتر اعمال گردد جریان آب قطع خواهد شد. در صورتیکه فشار اعمال شده بیشتر از فشار اسمزی باشد جهت جریان طبیعی آب معکوس خواهد گردید. به این عمل اسمز معکوس گفته می شود.
در این روش آب با فشار از میان غشایی گذرانده میشود که نیترات و سایر مواد معدنی را فیلتر می کند. نیم تا دو سوم آب پشت این غشا باقی می ماند که به عنوان آب پسمانده دور ریخته میشود. سیستمهای اسمز معکوس با کارآیی بالا از فشارهای در حد یک میلیون پاسکال استفاه میکنند.
بهترين روش نمك زدائي از آبهاي لب شور استفاده از فرآينداسمز معكوس مي باشد، زيرا سيستم پيچيده ای نداشته و راهبری آن قابل كنترلتر از ديگر روشها مي باشد و با توجه به توسعه روشهای پيشرفته توليد غشاهای پليمری، به كارگيری اين روش توجيه بيشتري دارد.
امروزه جهت تولید آب شرب و در صنایع برای تصفیه آب مورد استفاده در بخشهای تولید بخار و فرآیند خود از سیستم اسمز معکوس استفاده فراوانی می برند. اساس کار این دستگاهها بر عبور ملکولهای غیریونی مثل آب از یک غشاء با روزنه های بسیار ریز بنا شده است. این غشاءها به صورتی ساخته شده اند که ملکولهای خنثی را براحتی از خود عبور می دهند. به همین دلیل آب ورودی به سیستم، که دارای املاح مختلف است به آب تقریبا خالص تبدیل می گردد. در سیستم اسمز معکوس، جریان ورودی یا خوراک (Feed) به دو جریان آب تصفیه شده (Permeate) و پساب غلیظ (Reject) یا (Brine) تبدیل می شود.
فشار اسمزی : فرض کنید دو ظرف، یکی حاوی آب نمک (1) ودیگری حاوی آب خالص (2) توسط یک لوله به یکدیگر متصل بوده و هر دو دارای ارتفاع مساوی از آب و در یک سطح قرار داشته باشند. جهت برقراری تعادل در غلظت یونهای سدیم و کلراید از ظرف آب نمک، یونهای نمک به صورت نفوذ مولکولی به ظرف آب خالص انتقال یافته تا تعادل غلظت بین هر دو ظرف برقرار گردد. اما اگر بین این دو ظرف و در مسیر جریان آب یک غشاء قرار گیرد که فقط اجازه دهد مولکولهای آب از آن عبور کنند، یونهای نمک اجازه عبور نخواهند داشت. لذا برای برقراری تعادل در غلظت، آب خالص از ظرف شماره (2) به ظرف شماره (1) انتقال می یابد و این عمل تا آنجا ادامه می یابد که افزایش ارتفاع حاصله در ظرف آب نمک، فشار مضاعف ایجاد کرده و اجازه انتقال آب از ظرف شماره (2) به ظرف شماره (1) را ندهد. این فشار را فشار اسمزی می گویند و طبق قانون Vant Hoff تابعی است از غلظت نمک در هر دو ظرف غشاء.
در سیستم اسمز معکوس غشاء مهمترین و حساسترین قسمت دستگاه می باشد. زیرا فشار عملیاتی مورد نیاز ارتباط مستقیم با ضخامت غشاء و قطر سوراخهای آن دارد. همچنین غشاء به علت تماس مداوم با مواد شیمیایی افزوده شده به آب، بایستی مقاوم بوده و با مواد بازدارنده و ضد رسوب گذار و زیست کشها (Biocides) واکنش ندهد.
سعی می شود آب قبل از ورود به دستگاه اسمز معکوس، حتما تصفیه مقدماتی گردد. ولی با این حال لازم است پیش از انتخاب غشاء عملیات پایلوتی صورت پذیرد. به علت کیفیت بسیار عالی آب خروجی از سیستم اسمز معکوس امروزه بیشتر صنایع از این روش، بجای بکارگیری سیتمهای تعویض یونی استفاده می کنند. زیرا مبادله کننده های یونی به علت مصرف زیاد مواد شیمیایی و رزین، دارای هزینه راهبری و نگهداری زیادی می باشند.
در دستگاه های تصفیه آب خانگی که از فرآیند اسمز معکوس استفاده شده، فیلتری بنام ممبران ( Membrane ) این فرایند تصفیه را انجام می دهد. ولی قبل از اینکه آب وارد این فیلتر شود باید ابتدا تصفیه مقدماتی شده و ناخالصی های معلق ، کلر و مشتقات آن که به فیلتر ممبران آسیب وارد کرده و باعث کاهش عمر آن می شود حذف شوند، همچنین چون قطر روزنه های این فیلتر بسیار کوچک است (0.0001 میکرون) آب با فشار شهری توانایی عبور از آن را نداشته و باید فشار آن افزایش یابد. تصفیه مقدماتی توسط سه فیلتر الیافی ، کربن فعال و کربن بلاک انجام شده و افزایش فشار توسط پمپی قبل از ورود به فیلتر ممبران که فیلتر چهارم است صورت می گیرد. آب ورودی به ممبران به دو جریان آب تصفیه شده و پساب تبدیل می شود. روزنه های بسیار ریز ممبران و همچنین وجود جریان پساب که باعث دفع بخشی از آب ورودی می شود باعث افت فشار در جریان آب تصفیه شده می گردد. برای افزایش فشار آب تصفیه شده در شیر مصرف، مخزن تحت فشاری در نظر گرفته شده که جریان آب تصفیه شده در آن ذخیره می شود. با باز شدن شیر مصرف، آب با فشار از مخزن خارج شده و جهت حذف آثار ماندگاری احتمالی آب در مخزن وارد فیلتر پنجم بنام فیلتر پست کربن شده و بو و طعم احتمالی آن گرفته می شود سپس جهت جریان آب تصفیه شده به شیر مصرف هدایت می شود. جریان پساب خروجی از فیلتر ممبران به جریان فاضلاب خانگی هدایت شده و دفع می گردد. البته در تمام این مراحل کنترل ها و تغییراتی توسط قطعات مختلف دیگر صورت می گیرد که شرح آنها در این بحث نمی گنجد.
بالای صفحه
3 - آیا دستگاه های تصفیه آب با سیستم اسمز معکوس ( RO ) باعث اسیدی شدن آب می شوند؟
طراحی دستگاه RO بصورتی می باشد که بتواند کوچکترین ناخالصی ها مانند انواع ویروس یا موادی مانند نیترات را حذف کند یعنی برای حصول این کار باید بتوان علاوه بر حذف ذرات معلق مانند زنگ آب ذرات محلول را حذف نمود. مواد معدنی و کانی ها هم جز ذرات بسیار ریز آب می باشد که در این فرایند نسب به سیستم های دیگر بیشتر حذف میشوند این امر با توجه به بالا بودن سختی آب در اکثر موارد بسیار مفید است و باعث سبکی و خالصی آب میشود ولی اگر این املاح بیش از حد حذف شوند ممکن است آب کمی به خاصیت اسیدی نزدیک شود نه اینکه کاملا اسیدی شود علاوه بر آن امروزه اکثر شرکت ها دستگاه اسمز معکوس (RO) را طوری ارائه می دهند که میزان حذف املاح قابل کنترل توسط قطعه بخصوص روی دستگاه باشد که با وجود این مورد حتی خود مصرف کننده هم توان تنظیم میزان املاح موجود در آب را خواهد داشت . علاوه بر آن سیستم RO با دقت بسیار بالا و توان تولید آب مقطر فقط جهت مصارف خاص صنعتی و پزشکی استفاده میشود و دستگاه های خانگی دقت پایینتری داشته و همیشه املاح معدنی را به مقدار لازم در آب باقی میگذارند و این یعنی رفع این نگرانی و نشان دهنده دقت تصفیه بالای این سیستم . در ضمن در اکثر مواقع آب شهری قلیایی و PH آن حدودا 7 است و ضرورتی به قلیایی کردن آن نیست. در نتیجه از هزینه های اضافی برای قلیایی کردن توسط برخی دستگاه ها که هزینه های بسیار بالا بخاطر نوع جنس قطعاتی که دارند می توان جلوگیری کرد. ( برخی از دستگاه های موجود در بازار چون ویژگی بارز و اصلی آنها همین مورد است و در واقع دستگاه تولید آب قلیایی هستند بع علاوه فیلترهای پیش تصفیه، ممکن است ممکن است کارایی های دیگری که یک دستگاه تصفیه آب باید داشته باشد فراموش شود. مانند حذف املاح ، نمکهای مضر ، نیترات ، ویروس و در نهایت تولید آب سالم و بهداشتی عاری از ناخالصی های معلق و محلول در آب ).
بالای صفحه
چرا سیستم اسمز معکوس RO با وجود دقت تصفیه بالاتر نسبت به بعضی سیستم های دیگر ارزانتر می باشد؟
در واقع هنر اصلی طراح این سیستم این بوده که با استفاده از ساده ترین و ارزانترین راه و ابزار بالاترین دقت تصفیه آب را ارائه دهد. در اکثر این موارد برای حصول این تفکر طراحان از فرایندهای موجود در طبیعت بهره برده و با بهینه سازی آن، موارد مصرف را فراهم می سازند. در واقع این مسیر اکثر صنعت گران است. بطور مثال: در اکثر کامپیوتر های امروزی بخاطر کوچکتر کردن قطعات و در نتیجه کمتر هزینه کردن مواد اولیه قیمت نهایی پایین تر از کامپیوتری های نسل قدیم است و میدانیم کارایی کامپیوتر های جدیدتر همیشه بهتر بوده. مثالهای متعددی وجود دارد بر تایید این گفتار مانند بهتر بودن سیستم الکترومغناطیسی نسبت به مغناطیس مگنت ولی ارزانتر بودن آن که دلیل آن بوجود آوردن نیروی مغناطیسی بدون استفاده از مگنت گران قیمت است و بجای آن از نیروی برق بسیار ضعیفی استفاده می شود همچنین مشکل ضعیف شدن مگنت به مرور زمان را هم نخواهیم داشت.
بالای صفحه
آیا سیستم RO باعث حذف نیترات و مواد سمی می شود؟
بله ولی نه بصورت مطلق، بلکه بسیار بیشتر از سیستم های دیگر که قابل استفاده بر روی آب آشامیدنی باشند. در واقع اول اینکه همیشه هر چند بسیار کم ولی جای خطاء جزئی وجود دارد و دوم بخاطر مناسب بودن آب برای آشامیدن نمی توان کاملا آن را خالص ( آب مقطر ) نمود و برای هر فاکتوری در آب حد غیر مجاز ، مجاز و مطلوبی وجود دارد که این دستگاهها علاوه بر پایین آوردن ناخالصی ها از حد غیر مجاز می توانند آنها را به حد مطلوب نیز برسانند. برخی سیستم ها هم ممکن است کلا نیترات را حذف کنند ولی ممکن است آب خروجی آن ها برای شرب مناسب نبوده و در صنعت کاربرد داشته باشند و برخی دیگر در فرایند خود موادی به آب اضافه کنند که اثر نامطلوبی بر آب شرب داشته باشد.
بالای صفحه
دستگاه تصفيه آب در كجا نصب مي شود؟
اين دستگاه معمولا زير سينك ظرفشويي نصب مي شود كه خروجي آن به يك شير آب شرب كه روي سينك قرار مي گيرد، متصل مي شود و امكان گرفتن انشعاب جهت اتصال آب به يخچال هايي كه ورودي آب دارند نيز وجود دارد.
بالای صفحه
آيا شير خروجي مجزا براي اين سيستم موجود مي باشد؟
بله . يك شير آب شرب زيبا و ظريف روي سينك ظرفشويي نصب مي شود كه به شير آب شرب موسوم است كه البته قابليت انشعاب و اتصال به يخچال هم وجود دارد.
بالای صفحه
آيا املاح معدنی حذف شده توسط این سیستم مورد نیاز بدن انسان نیست؟
املاح معدنی موجود در آب مورد نیاز بدن انسان است ولی اگر مقدار آن زیاد باشد، خود باعث ایجاد مشکلات و بیماری هایی همچون سنگ کلیه می گردد، دستگاه های تصفیه آب RO مقدار زیادی از املاح معدنی ، فلزات سنگین و نمکهای مضر را حذف کرده و میزان مطلوبی از آنها را که نیاز است از طریق آب به بدن انسان تامین شود را باقی می گذارند. البته مقدار املاح در خروجی آب تصفیه شده دستگاه های RO بستگی به کیفیت آب ورودی داشته و توسط قطعه ای بخصوص قابل تغییر و تنظیم است.
بالای صفحه
آيا سيستم اسمز معكوس سديم را هم از آب جدا مي كند؟
بله . سيستم اسمز معكوس اساسا براي نيروي دريايي طراحي شده بود كه آب دريا را شيرين كند.زيرا آب دريا سرشار از سديم و تركيبات آن است كه نمك طعام نيز از آن دسته مي باشد. براي كساني كه رژيم كم سديم را مي خواهند آب اين دستگاه خيلي مناسب است.
بالای صفحه
آيا سيستم اسمز معكوس باكتري و انگل را هم از آب جدا مي كند؟
بله . روزنه هاي غشاء ممبران بسيار كوچكتر از قطر باكتري و انگل و ويروس است و امكان عبور به آنها نمي دهد.
بالای صفحه